Die wirtschaftlichen Realitäten hinter Wind- und Solarenergie verstehen

Oct 25, 2023

Ein Hauptgrund für die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien ist die Tatsache, dass Wind- und Solarenergie bei ausreichend enger Betrachtung – beispielsweise anhand eines Modells – als nützlich erscheinen. Sie verbrennen keine fossilen Brennstoffe und scheinen daher für die Umwelt hilfreich zu sein.

Bei der Analyse der Situation bin ich zu dem Schluss gekommen, dass bei der Energiemodellierung wichtige Punkte außer Acht gelassen werden. Ich glaube, dass Profitabilitätssignale viel wichtiger sind. In diesem Beitrag diskutiere ich einige damit verbundene Probleme.

In den Abschnitten [1] bis [4] beschäftige ich mich mit einigen Themen, die Energiemodellierer im Allgemeinen, einschließlich Ökonomen, bei der Bewertung sowohl fossiler Brennstoffe als auch erneuerbarer Energien, einschließlich Wind- und Solarenergie, häufig übersehen.Das Hauptthema in diesen Abschnitten ist der Zusammenhang zwischen hohen Energiepreisen und der Notwendigkeit, die Staatsverschuldung zu erhöhen.Um eine weitere Aufwärtsspirale der Staatsverschuldung zu verhindern, muss jeder Ersatz für fossile Brennstoffe auch sehr kostengünstig sein – vielleicht so kostengünstig wie Öl vor 1970.Tatsächlich könnte die tatsächliche Grenze für die Gewinnung fossiler Brennstoffe und den Bau neuer Windturbinen und Solarpaneele die Staatsverschuldung sein, die in einer Inflationsphase nicht mehr zu bewältigen ist.

In Abschnitt [5] versuche ich einen Grund zu erläutern, warum veröffentlichte EROEI-Indikationen (Energy Return on Energy Investment) einen übermäßig positiven Eindruck vom Wert der Einspeisung einer großen Menge erneuerbarer Energie in das Stromnetz vermitteln. Das Grundproblem besteht darin, dass die Berechnungen nicht für diesen Zweck erstellt wurden.Diese Modelle wurden entwickelt, um die Effizienz der Erzeugung einer kleinen Menge Wind- oder Solarenergie zu bewerten, ohne umfassendere Probleme zu berücksichtigen.Wenn diese umfassenderen Aspekte einbezogen würden, wären die EROEI-Indikationen viel niedriger (ungünstiger).

Eines der umfassenderen Probleme, die außer Acht gelassen werden, ist die Tatsache, dass die elektrische Leistung von Windkraftanlagen und Solarpaneelen nicht gut mit den zeitlichen Anforderungen der Gesellschaft übereinstimmt, was zu einem großen Bedarf an Energiespeichern führt. Ein weiteres vernachlässigtes Thema ist die enorme Menge an Energieprodukten und anderen Materialien, die für den Übergang zu einer überwiegend elektrischen Wirtschaft erforderlich sind. Es ist leicht zu erkennen, dass beide ausgelassenen Aspekte bei einer umfassenden Umstellung enorme Energiekosten und andere Kosten verursachen würden. Darüber hinaus sind Wind- und Solarenergie bisher mit versteckten Subventionen aus dem fossilen Energiesystem ausgekommen, einschließlich der Subvention, zuerst an das Stromnetz angeschlossen zu werden. EROEI-Berechnungen können die Höhe dieser versteckten Subvention nicht ermitteln.

In Abschnitt [6] zeige ich den wahren Indikator für die Machbarkeit erneuerbarer Energien.Wenn die Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie wirklich wirtschaftsfördernd ist, wird sie ein hohes steuerpflichtiges Einkommen generieren. Sie benötigen weder einen Erstzugangszuschuss noch einen anderen Zuschuss. Dies beschreibt nicht die heutige Wind- oder Solarenergie.

In Abschnitt [7] und [8]:Ich erkläre einige der Gründe, warum EROEI-Berechnungen für Wind und Sonne tendenziell irreführend günstig ausfallen, auch wenn man von allgemeineren Fragen absieht.

[1] Der Wirtschaft mangelt es sehr an Öl, das kostengünstig gefördert werden kann. Bei hohen Energiepreisen scheint die Wirtschaft deutlich mehr Staatsschulden zu benötigen. Modelle für die Erzeugung erneuerbarer Energien müssen dieses Problem berücksichtigen, auch wenn die Substitution von Öl nur sehr indirekt erfolgt.

Ich stelle mir das Problem steigender Energiepreise für eine Volkswirtschaft so vor, als ob ein Bürger mit einem Anstieg der Lebensmittelkosten konfrontiert wäre. Der Bürger wird versuchen, seinen Haushalt auszugleichen, indem er weitere Schulden macht, zumindest bis seine Kreditkarten ausgeschöpft sind. Aus diesem Grund ist bei hohen Ölpreisen mit einem Anstieg der Staatsverschuldung zu rechnen; Öl und andere fossile Brennstoffe sind für die Wirtschaft ebenso wichtig wie Nahrung für den Menschen.

Abbildung 1 zeigt, dass die meisten Finanzierungsdefizite der US-Regierung auftraten, als die Ölpreise inflationsbereinigt über 20 US-Dollar pro Barrel lagen. Im 15-Jahres-Zeitraum 2008 bis 2022 waren die Ausgaben der US-Regierung um 26 % höher als ihre Einnahmen.

Abbildung 2 zeigt ein Referenzdiagramm der durchschnittlichen jährlichen Ölpreise, inflationsbereinigt.

Der Grund, warum die Ölpreise derzeit tendenziell hoch sind, liegt darin, dass das kostengünstig zu fördernde Öl größtenteils gefördert wurde. Übrig bleibt Öl, dessen Gewinnung teuer ist. Die niedrigen Preise in den Jahren um 1998 spiegelten ein Missverhältnis zwischen Angebot und Nachfrage nach der asiatischen Wirtschaftskrise von 1997 wider. Die Krise drückte die Nachfrage, während gleichzeitig die Produktion im Irak, in Venezuela, Kanada und Mexiko anstieg.

[2] Ökonomen neigen dazu, davon auszugehen, dass Ölknappheit zu deutlich höheren Preisen für fossile Brennstoffe führen wird, wodurch erneuerbare Energien im Vergleich kostengünstiger werden. Ein Grund dafür, dass dies nicht geschieht, ist die in Abbildung 1 dargestellte Anhäufung von Schulden bei hohen Ölpreisen.

Abschnitt [1] zeigt, dass hohe Ölpreise offenbar mit Staatsdefiziten verbunden sind. Ein hochpreisiger Ersatz für Öl hätte mit ziemlicher Sicherheit ein ähnliches Problem. Diese Staatsverschuldung nimmt tendenziell zu und ist irgendwann kaum mehr zu bewältigen.

Ein großes Problem entsteht, wenn es zu einer Inflationsrunde kommt. Die Zentralbanken halten es für notwendig, die Zinssätze zu erhöhen, teils um das Interesse der Kreditgeber an der Kreditvergabe in einer inflationären Wirtschaft aufrechtzuerhalten, teils um zu versuchen, die Inflationsrate zu bremsen. Tatsächlich werden die USA derzeit ab etwa Januar 2022 durch einen solchen Schuldenaufbau und Zinsanstieg auf die Probe gestellt (Abbildung 3).

Höhere Zinssätze haben tendenziell eine Verlangsamung der Wirtschaft zur Folge. Teilweise verlangsamt sich die Wirtschaft, weil die Kosten für die Kreditaufnahme steigen. Dadurch ist es weniger wahrscheinlich, dass Unternehmen expandieren, und potenzielle Autobesitzer schieben neue Anschaffungen aufgrund der höheren monatlichen Zahlungen wahrscheinlich auf. Auch Gewerbeimmobilien können durch steigende Zinsen beeinträchtigt werden, wenn Gebäudeeigentümer es nicht schaffen, die Mieten schnell genug zu erhöhen, um mit höheren Hypothekenzinsen und höheren Kosten anderer Art Schritt zu halten.

[3] Es ist ungewiss, auf welche Weise die Wirtschaft als Reaktion auf höhere Zinssätze genau schrumpfen könnte. Einige Möglichkeiten, wie die Wirtschaft schrumpfen könnte, würden ein vorzeitiges Ende sowohl der Förderung fossiler Brennstoffe als auch der Herstellung erneuerbarer Energien bedeuten. Dies spiegelt sich nicht in den Modellen wider.

Wenn die Wirtschaft schrumpft, ist eine mögliche Folge eine Rezession mit niedrigeren Ölpreisen. Dies löst eindeutig nicht das Problem, dass die Kosten für Wind- und Solarstrom unannehmbar hoch sind, insbesondere wenn die Kosten für alle Batterien und zusätzliche Übertragungsleitungen berücksichtigt werden. In gewisser Weise muss der Preis einem Ölpreis von 20 US-Dollar pro Barrel oder weniger entsprechen, um die enorme Aufwärtsspirale der Verschuldung zu stoppen.

Anstatt dass die US-Wirtschaft als Ganzes schrumpft, besteht eine andere Möglichkeit darin, dass die US-Regierung überproportional schrumpft; vielleicht wird es viele Programme an die Staaten zurückschicken. In einem solchen Szenario wird es wahrscheinlich eher weniger als mehr Mittel für erneuerbare Energien geben. Ich verstehe, dass die Republikaner in Texas bereits unzufrieden mit dem hohen Anteil der dort genutzten Wind- und Solarenergie sind.

Eine dritte Möglichkeit ist die Hyperinflation, bei der die Regierung versucht, mehr Geld hinzuzufügen, um den Zusammenbruch des Gesamtsystems, insbesondere der Banken und Pensionspläne, zu verhindern. Selbst bei Hyperinflation ergeben sich für erneuerbare Energien keine besonderen Vorteile.

Eine vierte Möglichkeit ist eine Störung der Handelsbeziehungen zwischen den USA und anderen Ländern. Dies könnte sogar mit einem neuen Weltkrieg zusammenhängen. Erneuerbare Energien sind ebenso wie heutige fossile Brennstoffe von weltweiten Versorgungsleitungen abhängig. Auch der Aufbau und die Aufrechterhaltung des Stromnetzes erfordert weltweite Versorgungsleitungen. Wenn diese Versorgungsleitungen unterbrochen werden, wird die Wartung aller Teile des Systems schwierig; Der Ersatz der Infrastruktur nach Stürmen wird problematisch. Erneuerbare Energien halten möglicherweise nicht länger als fossile Brennstoffe.

[4] Ökonomen übersehen häufig die Tatsache, dass die Ölpreise und die Energiepreise im Allgemeinen sowohl hoch genug sein müssen, damit der Hersteller einen Gewinn erzielt, als auch niedrig genug, damit sich die Verbraucher die mit den Energieprodukten hergestellten Fertigprodukte leisten können. Dieses wechselseitige Tauziehen führt tendenziell dazu, dass die Ölpreise niedriger bleiben, als die meisten Ökonomen erwarten würden, und begrenzt indirekt die Gesamtmenge an Öl, die gefördert werden kann.

Abbildung [2] zeigt, dass die inflationsbereinigten Brent-Ölpreise im Jahresdurchschnitt in den Jahren 2011, 2012 und 2013 nur 120 US-Dollar pro Barrel überschritten haben. Auf Jahresbasis haben die Ölpreise dieses Niveau seitdem nicht überschritten. Eine Zeit lang wurden Prognosen über Ölpreise von bis zu 300 US-Dollar pro Barrel im Jahr 2014 als unwahrscheinlich angesehen (Abbildung 4).

Mit fast einem weiteren Jahrzehnt Erfahrung ist klar geworden, dass hohe Ölpreise nicht sehr gut anhalten. Dann rutscht die Wirtschaft in eine Rezession oder es kommt zu einem anderen ungünstigen Ereignis, das die Ölpreise wieder sinken lässt. Die relativ niedrigen Höchstpreise für fossile Brennstoffe führen tendenziell zu einem viel früheren Ende der Förderung fossiler Brennstoffe, als die meisten Analysen der verfügbaren Ressourcenmengen vermuten lassen.

Die OPEC+ neigt dazu, das Angebot zu reduzieren, weil sie die Preise für zu niedrig hält. US-amerikanische Ölförderer aus Schieferformationen (Tight Oil in Abbildung 4) haben die Anzahl ihrer Bohrinseln reduziert, weil die Ölpreise nicht hoch genug sind, um weitere Investitionen zu rechtfertigen. Politiker wissen, dass die Wähler die Inflation nicht mögen, deshalb ergreifen sie Maßnahmen, um die Preise für fossile Brennstoffe niedrig zu halten. Alle diese Ansätze tragen tendenziell dazu bei, die Ölpreise niedrig zu halten und indirekt die Produktion zu begrenzen.

[5] EROEI-Analysen (Energy Return on Energy Invested) waren nicht darauf ausgelegt, die Situation eines massiven Ausbaus von Wind- und Solarenergie zu analysieren, wie einige Leute jetzt erwägen. Wenn sie für diesen Zweck genutzt werden, bieten sie einen viel zu optimistischen Ausblick für die erneuerbaren Energien.

Die EROEI-Berechnung vergleicht die Energieabgabe eines Systems mit der Energieaufnahme des Systems. Ein hohes Verhältnis ist gut; Ein niedriges Verhältnis ist tendenziell ein Problem. Wie ich in der Einleitung erwähnt habe, werden veröffentlichte EROEIs für Wind- und Solarenergie so erstellt, als ob sie nur einen sehr kleinen Teil der Stromerzeugung ausmachen würden. Es wird davon ausgegangen, dass andere Erzeugungsarten im Wesentlichen kostenlose Ausgleichsleistungen für Wind- und Solarenergie erbringen können, auch wenn sich dies negativ auf ihre eigene Rentabilität auswirkt.

Eine aktuelle Übersichtsarbeit von Murphy et al. scheint darauf hinzudeuten, dass Wind- und Solarenergie am Einsatzort im Vergleich zu Kohle und Erdgas günstigere EROEIs aufweisen. Ich glaube nicht, dass diese günstigen EROEIs wirklich viel bedeuten, wenn es um die Machbarkeit des Ausbaus erneuerbarer Energien geht, und zwar aus mehreren Gründen:

[a] Das allgemein für Wind- und Solarstrom verwendete Preissystem verdrängt tendenziell andere Formen der Stromerzeugung. An den meisten Orten, an denen Wind- und Solarenergie genutzt wird, wird der Leistung von Wind- und Solarenergie im Netz Vorrang eingeräumt, was zu einer Verzerrung der an andere Anbieter gezahlten Großhandelspreise führt. Wenn große Wind- oder Solarmengen verfügbar sind, wird für die Wind- und Solarerzeugung der normale Großhandelspreis für Strom gezahlt, während andere Stromanbieter sehr niedrige oder negative Großhandelspreise erhalten. Diese niedrigen Preise zwingen andere Anbieter dazu, ihre Produktion zu drosseln, was es für sie schwierig macht, eine angemessene Rendite auf ihre Investitionen zu erzielen.

Dieses Vorgehen ist gegenüber anderen Stromanbietern unfair. Es ist besonders unfair gegenüber der Kernenergie, da die meisten ihrer Kosten Fixkosten sind. Darüber hinaus ist es für die meisten Kraftwerke nicht einfach, die Stromproduktion hoch- und runterzufahren. Ein kürzlich eröffnetes Kernkraftwerk in Finnland (das bei der Eröffnung 14 Jahre hinter dem Plan zurückblieb) hat bereits Probleme mit negativen Stromgroßhandelspreisen und reduziert aus diesem Grund seine Stromproduktion.

Historische Daten zeigen, dass der kombinierte Beitrag von Wind-, Solar- und Kernenergie nicht unbedingt die Art und Weise erhöht, wie man es erwarten würde, wenn Wind- und Solarenergie tatsächlich zur Stromproduktion beitragen. Insbesondere in Europa scheint die Verfügbarkeit von Wind- und Solarenergie als Vorwand für die Schließung von Kernkraftwerken genutzt zu werden. Durch das angewandte Preissystem verlieren Kraftwerke, die Kernenergie erzeugen, tendenziell Geld, was die Eigentümer von Kraftwerken dazu veranlasst, diese zu schließen.

Die USA haben ihre Atomkraftwerke subventioniert, um deren Schließung zu verhindern. Wenn eine Stromform eine Subvention erhält, sogar die Subvention, die zuerst anfällt, scheinen andere Stromformen eine Subvention zu benötigen, um konkurrieren zu können.

[b] Kleiner Anteil der Energieversorgung. Basierend auf Abbildung 5 deckt die Summe aus Wind-, Solar- und Atomstrom nur etwa 6,1 % der gesamten Energieversorgung der Welt ab. Ein IEA-Diagramm des weltweiten Energieverbrauchs (Abbildung 6) zeigt Wind- und Solarstrom nicht einmal getrennt. Stattdessen sind sie Teil der dünnen orangefarbenen „Sonstige“-Linie oben im Diagramm; Kernkraft ist die dunkelgrüne Linie über Erdgas.

Angesichts des geringen Anteils von Wind- und Solarenergie heute scheint es ein erstaunlich großer Aufwand zu sein, sie oder diese Brennstoffe und einige andere auszuweiten, um alle anderen Energiequellen zu ersetzen. Wenn die Wirtschaft in der Tat einem Menschen insofern ähnelt, als sie den Energieverbrauch nicht wesentlich reduzieren kann, ohne zusammenzubrechen, ist eine drastische Reduzierung der von der Weltwirtschaft verbrauchten Energiemenge keine Option, wenn wir eine Wirtschaft erwarten, die auch nur annähernd der heutigen Wirtschaft ähnelt.

[c] Die heutige Landwirtschaft erfordert die Verwendung von Öl. Die Umstellung der Landwirtschaft auf einen Elektrobetrieb wäre ein riesiges Unterfangen. Heutige Landmaschinen werden überwiegend mit Diesel betrieben. Lebensmittel werden in ölbetriebenen Lastwagen, Booten und Flugzeugen zum Markt transportiert. In der Landwirtschaft verwendete Herbizide und Pestizide sind Produkte auf Ölbasis. Es gibt keine einfache Möglichkeit, das Energiesystem für die Lebensmittelproduktion und -verteilung von Öl auf Elektrizität umzustellen.

Zumindest müsste das gesamte Lebensmittelproduktionssystem modelliert werden. Welche Erfindungen wären nötig, um einen solchen Wandel zu ermöglichen? Welche Materialien wären für die Transformation erforderlich? Woher sollen all diese Materialien kommen? Wie hoch wäre die Verschuldung, um diese Transformation zu finanzieren?

Das Einzige, was die EROEI-Berechnung behaupten könnte, ist dasWennEin solches System könnte eingerichtet werden, die Menge an fossilen Brennstoffen, die für den Betrieb des Systems verwendet werdenkönnte sein niedrig. Die überwältigende Komplexität der notwendigen Transformation wurde nicht modelliert, sodass ihre Energiekosten bei der EROEI-Berechnung nicht berücksichtigt werden. Dies ist ein Grund dafür, dass berechnete EROEIs irreführend optimistisch sind.

[d] EROEI-Berechnungen berücksichtigen keinen Energieverbrauch im Zusammenhang mit der Speicherung von Strom, bis er benötigt wird. Solarenergie ist im Sommer am stärksten verfügbar. Die am besten geeignete Nutzung von Solarstrom ist daher der Betrieb von Klimaanlagen im Sommer. Selbst bei dieser Anwendung sind mehrere Stunden Batteriespeicher erforderlich, damit das System ordnungsgemäß funktioniert, da die Klimaanlagen auch nach Sonnenuntergang weiter funktionieren. Außerdem müssen Menschen, die von der Arbeit nach Hause kommen, das Abendessen für ihre Familien kochen, und das kostet Strom. Die mit der Stromspeicherung verbundenen Energiekosten spiegeln sich nicht in den EROEIs wider, die in veröffentlichten Zusammenfassungen wie denen der Murphy-Analyse gezeigt werden.

Ein viel wichtigerer Bedarf als die Klimatisierung ist der Bedarf an Wärmeenergie im Winter zum Heizen von Häusern und Büros. Wenn es draußen kalt ist, kann man weder mit Wind noch mit Solarenergie rechnen, um Strom zu liefern. Ein Workaround bestünde darin, das System stark zu überbauen, sodass die Chance größer wäre, dass die erneuerbare Quelle bei Bedarf genügend Strom produziert. Es wäre auch hilfreich, die Speicherkapazität durch Batterien um mehrere Tage zu verlängern. Ein alternativer Ansatz wäre, überschüssigen Strom indirekt zu speichern, indem man ihn zur Herstellung einer Flüssigkeit wie Wasserstoff oder Methanol nutzt. Auch hier wird das alles komplex. Es muss im kleinen Maßstab ausprobiert und die tatsächlichen Kosten des gesamten Systems ermittelt werden.

Sowohl die Notwendigkeit, das System zu überbauen, als auch die Notwendigkeit, Speicher bereitzustellen, werden von den EROEI-Berechnungen ausgeschlossen. Auch auf diese Weise liefern EROEI-Berechnungen eine allzu optimistische Sicht auf den Wert von Wind- und Solarenergie.

[e] Fernreisen. Wir nutzen Erdölprodukte für den Ferntransport per Schiff, Flugzeug, LKW und Zug. Wenn Änderungen zur Nutzung von Strom oder einer Art „grüner Kraftstoffe“ vorgenommen werden sollen, ist dies ein weiterer Bereich, in dem die gesamte Änderung auf ihre Machbarkeit hin geplant werden muss, einschließlich der erforderlichen Erfindungen, der benötigten Materialien und der Schulden, die diese Änderung mit sich bringen würde mit sich bringen. Welcher Zeitrahmen wäre erforderlich? Besteht eine Möglichkeit, die Transformation bis 2050 zu schaffen? Das bezweifle ich.

Die Umstellung des gesamten Transportwesens auf grüne Energie ähnelt stark der notwendigen Umstellung des Nahrungsmittelsystems von Öl auf Elektrizität, die oben in [5c] diskutiert wurde. Es handelt sich um eine enorme Komplexität, aber die Energiekosten dieser zusätzlichen Komplexität wurden bei den EROEI-Berechnungen nicht berücksichtigt. Dies trägt zusätzlich zur Irreführung der EROEI-Angaben für erneuerbare Energien bei.

[f] Wahrscheinlich ist ein duales System erforderlich. Auch wenn es sinnvoll ist, Wind- und Solarenergie auszubauen, wird es dennoch einen Bedarf an vielen Produkten geben, die heute mit fossilen Brennstoffen hergestellt werden. Fossile Brennstoffe werden zum Straßenbau und zur Schmierung von Maschinen verwendet. Herbizide, Insektizide und pharmazeutische Produkte werden häufig aus fossilen Brennstoffen hergestellt. Zur Herstellung von Ammoniakdünger wird häufig Erdgas verwendet. Stoffe und Baumaterialien werden häufig aus fossilen Brennstoffen hergestellt.

Daher ist es fast sicher, dass ein duales System erforderlich wäre, das sowohl fossile Brennstoffe als auch Elektrizität umfasst. In einem solchen dualen System ist mit Ineffizienzen zu rechnen. Wenn intermittierende erneuerbare Energien wie Wind und Sonne ein wichtiger Teil der Wirtschaft sein sollen, muss diese Ineffizienz Teil jedes Modells sein und sich in den EROEI-Berechnungen widerspiegeln.

[G]„Erneuerbare“ Geräte sind selbst nicht recycelbar. Stattdessen stellen sie ein Abfallentsorgungsproblem dar. Insbesondere Sonnenkollektoren stellen ein Giftmüllproblem dar. Ohne viel Recycling besteht langfristig ein Bedarf für die Gewinnung und den weltweiten Transport von Mineralien verschiedenster Art. Diese Aspekte werden bei der Modellierung nicht berücksichtigt.

[6] Wenn erneuerbare Energien wirklich nützlich für das System sein sollen, müssen sie so profitabel sein, dass ihre Gewinne mit einem hohen Steuersatz besteuert werden können. Darüber hinaus sollten ausreichend Mittel zur Reinvestition übrig bleiben. Die Tatsache, dass dies nicht geschieht, ist ein Zeichen dafür, dass erneuerbare Energien der Wirtschaft nicht wirklich helfen.

Manche Leute sprechen von der Notwendigkeit „überschüssiger Energie“ aus Energiequellen, um eine Wirtschaft anzutreiben. Ich verbinde diese überschüssige Energie mit der Fähigkeit jeder Energiequelle, Einnahmen zu generieren, die mit einem relativ hohen Steuersatz besteuert werden können. Tatsächlich habe ich am 7. September 2021 vor der International Society for Biophysical Economics einen Vortrag mit dem Titel „Um nachhaltig zu sein, muss grüne Energie angemessene steuerpflichtige Einnahmen generieren“ gehalten.

Der Bedarf an überschüssiger Energie, die an die Regierung übertragen werden kann, hängt eng mit dem Schuldenproblem zusammen, das auftritt, wenn die Ölpreise höher als etwa 20 US-Dollar pro Barrel sind und auf das ich in Abschnitt [1] dieses Beitrags hingewiesen habe. Um der Wirtschaft zu helfen, müssen erneuerbare Energien einschließlich aller Speicher wirklich kostengünstig sein. Es muss für die Bürger erschwinglich sein, ohne Subventionen. Die Kostenstruktur muss so sein, dass die erneuerbaren Energien so viel Gewinn erwirtschaften, dass sie hohe Steuern zahlen können. Leider ist klar, dass die heutigen erneuerbaren Energien für die US-Wirtschaft zu teuer sind.

[7] In der Realwirtschaft baut sich die Wirtschaft in kleinen Stücken auf, wenn sich neue Ansätze als profitabel erweisen und alle notwendigen Komponenten vorhanden sind. EROEI-Modelle verkürzen diesen Prozess, können aber leicht irreführend sein.

Das Konzept des „Energy Return on Energy Invested“ wird seit vielen Jahren im Bereich der Biologie verwendet. Wir können zum Beispiel die Energie, die ein Fisch aus der Nahrung erhält, die er frisst, mit der Energie vergleichen, die der Fisch beim Schwimmen aufwendet, um sich diese Nahrung zu beschaffen. Der Fisch muss ausreichend Energie aus der Nahrung gewinnen, die er frisst, um die beim Schwimmen aufgewendete Energie decken zu können, außerdem muss ein Spielraum für andere Körperfunktionen, einschließlich der Fortpflanzung, vorhanden sein.

Professor Charles Hall (und vielleicht auch andere) haben dieses Konzept für den Vergleich verschiedener Energiegewinnungstechniken (allgemein definiert) angepasst. Neuere Forscher haben versucht, die Berechnung auf die Energiekosten für die Lieferung an den Verbraucher auszudehnen.

Die Anpassung des biologischen Konzepts von EROEI an die verschiedenen Prozesse im Zusammenhang mit der Energiegewinnung funktioniert in mancher Hinsicht, in anderen jedoch nicht. Die Adaption dient eindeutig als Instrument zur Vermittlung abnehmender Renditen. Es liefert sinnvolle Informationen zum Vergleich von Ölquellen untereinander oder von Solarmodulen mit anderen Solarmodulen. Aber ich glaube nicht, dass EROEI-Vergleiche zwischen verschiedenen Energiearten überhaupt gut funktionieren.

Ein Problem besteht darin, dass es große Unterschiede in den Verkaufspreisen verschiedener Energiearten gibt. Diese werden in EROEI-Berechnungen ignoriert, sodass es möglich erscheint, eine hochpreisige Energieart (z. B. Öl) zur Erzeugung einer geringwertigen Produktionsart (intermittierender Strom aus Windkraftanlagen oder Sonnenkollektoren) zu verwenden. Wenn stattdessen Rentabilitätsberechnungen ohne Mandate oder Subventionen (einschließlich der Subvention des Vorreiters) durchgeführt würden, würde deutlich werden, inwieweit eine günstige Rendite vorliegt.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass der Wechsel von Wind und Sonne dem System enorme Kosten verursacht, diese jedoch in den EROEI-Berechnungen ignoriert werden. (Die Situation ist in etwa so, als ob Arbeitnehmer nach ihren eigenen Zeitplänen vorbeikommen und gehen, anstatt nach dem vom Arbeitgeber bevorzugten Zeitplan zu arbeiten.) Bei EROEI-Berechnungen wird üblicherweise davon ausgegangen, dass das fossile Brennstoffsystem durch den Betrieb kostenlose Ausgleichsdienste bereitstellt ihre Stromerzeugungssysteme auf ineffiziente Weise. Tatsächlich ist dies die Annahme, die in dem zuvor zitierten Artikel von Murphy vertreten wird.

Eine Analyse von Graham Palmer gibt Aufschluss über die hohen Energiekosten für die Hinzufügung einer Notstrombatterie (Abbildung 7).

In Abbildung 7 zeigt Palmer das Muster der Energieinvestitionen und der Energierückgewinnung für ein bestimmtes netzunabhängiges Haus in Australien, das Solarpaneele und Batterie-Backup nutzt. Sein Zick-Zack-Diagramm spiegelt zwei gegensätzliche Auswirkungen wider:

(a) Zu Beginn waren Energieinvestitionen erforderlich, sowohl für die Solarmodule als auch für den ersten Satz Batterien. Die Solarmodule in dieser Analyse halten 30 Jahre, die Batterien jedoch nur 7,5 Jahre. Infolgedessen ist es notwendig, im Laufe des Zeitraums dreimal zusätzlich in neue Batterien zu investieren.

(b) Solarmodule amortisieren sich erst nach und nach.

Palmer kommt zu dem Schluss, dass sich das System 20 Jahre lang in einem Zustand des Energiedefizits befinden würde (berücksichtigt man nur die Energieabgabe gegenüber der Energieaufnahme). Am Ende von 30 Jahren würde das kombinierte System nur 1,3-mal so viel Energie zurückgeben wie die in das System investierte Energie. Das ist eine unglaublich schlechte Rückzahlung! EROEI-Enthusiasten erwarten normalerweise eine Amortisation von 10 oder mehr. Die untersuchten Solarmodule lagen mit 9,4 nahe an diesem Zielwert. Doch die für die Batterieunterstützung benötigte Energie senkte den EROEI auf 1,3.

Palmers Analyse weist auf eine weitere Schwierigkeit bei Wind- und Solarenergie hin: Die Amortisation der Energie erfolgt furchtbar langsam. Wenn wir fossile Brennstoffe verbrennen, zahlt sich die Wirtschaft sofort aus. Wenn wir Windkraftanlagen oder Solarpaneele herstellen, gibt es einen viel längeren Zeitraum von etwas, das man als „Energieverschuldung“ bezeichnen könnte. Bei EROEI-Berechnungen werden Zinsaufwendungen praktischerweise ignoriert, was wiederum dazu führt, dass die Situation besser aussieht, als sie tatsächlich ist. Auch der Schuldenaufbau wird ignoriert.

Selbst ohne die Frage des Ausbaus erneuerbarer Energien, wenn wir den Übergang zu einem Energiesystem stärker auf Strom konzentrieren wollen, sind die EROEI-Berechnungen so angelegt, dass intermittierende erneuerbare Energien weitaus machbarer erscheinen, als sie tatsächlich sind. „Energie-Amortisationszeit“ ist eine weitere ähnliche Kennzahl mit ähnlichen Tendenzen.

Dass diese Kennzahlen irreführend sind, ist schwer zu erkennen. Sehr kostengünstige fossile Brennstoffe amortisieren sich im Sinne eines gesellschaftlichen Nutzens praktisch sofort um ein Vielfaches. Windturbinen und Solarpaneele sind auf die Großzügigkeit des fossilen Brennstoffsystems angewiesen, um sich überhaupt zu amortisieren, da intermittierender Strom eine Wirtschaft wie die heutige nicht unterstützen kann. Selbst dann ist die Amortisation nur über einen Zeitraum von Jahren möglich.

Ich befürchte, dass die einzige wirkliche Möglichkeit, die Machbarkeit einer Ausweitung der Stromerzeugung durch Wind- und Solarenergie zu analysieren, darin besteht, zu prüfen, ob sie ohne Subventionen außerordentlich profitabel sein können. Wenn ja, können sie hoch besteuert werden und unser Staatsschuldenproblem beenden. Die Tatsache, dass Wind- und Solarenergie Jahr für Jahr Subventionen und Vorschriften erfordern, sollte deutlich machen, dass sie keine Lösungen sind.

Von Gail Tverberg

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